Question

铁矿石是工业炼铁的主要原料之一，其主要成分为铁的氧化物（设杂质中不含铁元素和氧元素，且杂质不与H₂SO₄反应）．某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究．

Ⅰ．铁矿石中含氧量的测定

①按如图组装仪器，                ；

②将10.0g铁矿石放入硬质玻璃管中，装置B、C中的药品如图所示（夹持仪器均省略）；

③从左端导气管口处不断地缓缓通入H₂，待C装置出口处H₂验纯后，点燃A处酒精灯；

④充分反应后，撤掉酒精灯，再持续通入氢气至完全冷却．

（1）补全步骤①的操作              ．

（2）装置C的作用为                 ．

（3）测得反应后装置B增重2.7g，则铁矿石中氧的质量百分含量为              ．

Ⅱ．

（1）步骤④中煮沸的作用是           ．

（2）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是              ．

a．滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液

b．锥形瓶不需要用待测液润洗

c．滴定过程中，眼睛注视滴定管中液面变化

d．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色，再读数

（3）若滴定过程中消耗0.5000mol•L^﹣1的KI溶液25.0mL，则铁矿石中铁的质量百分含量为         ．

Answer

Ⅰ（1）补全步骤①的操作 检验装置的气密性 (1分)

（2）装置C的作用为 防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果

（3） 24%

Ⅱ．（1）步骤④中煮沸的作用是 赶走溶液中溶解的过量的Cl2

（2）下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是 bd

（3）70%

【解析】

试题分析：Ⅰ．（1）该实验是利用氢气和氧化铁反应生成金属铁和水，根据固体质量的变化来计算铁的含量，所以一定要检查装置的气密性；

（2）B处的干燥管作用是吸收产生的水蒸气，C装置是防止空气中的水蒸气和CO2进入B中，影响测定结果；

（3）反应后装置B增重2.7g，B吸收产生的水蒸气，则氧元素的质量为（2.7/18）×16=2.4g，所以氧元素的质量分数是：（2.4/10）×100%=24%

Ⅱ．（1）向铁矿石中加入硫酸，生成硫酸的铁盐溶液，由于铁矿石中铁的价态不确定，所以与酸反应后溶液中可能存在Fe2+、Fe3+，所以加入过量的氯气将铁元素全部变为Fe3+，但是为了防止过量的氯气与KI反应，使测定结果偏高，所以要将溶液煮沸赶走溶液中溶解的过量的Cl2，所以煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的Cl2；

（2）a．滴定管用蒸馏水洗涤后必须用待装液润洗后才能装液，a错误； b．锥形瓶不需要用待测液润洗，b正确； c．滴定过程中，眼睛要注视锥形瓶内颜色的变化，c错误； d．滴定结束后，30s内溶液不恢复原来的颜色再读数，d正确；答案选bd；

（3）结合方程式2Fe3++2I-= 2Fe2++I2，可知n（Fe3+）=n（KI），则10.0 g铁矿石中，n(Fe)＝0.5 mol/L﹣×0.025 L×200/20＝0.125 mol，m(Fe)＝7.0 g，则铁元素的质量分数为70%

考点：元素含量的测定